Inhaltsverzeichnis
1. Präzision und Flexibilität für Linienanwendungen mit Ethercat- und Ethernet/IP-Schnittstelle
2. Höchste Signalstabilität bei dynamischen Messungen
3. Intelligente Oberflächenregelung bei wechselnden Oberflächen
4. Einfache Montage und Inbetriebnahme
5. Anwendungsvielfalt in der Fabrik- und Anlagenautomatisierung
6. Hochauflösende Feinpositionierung beim Leiterplattendruck
7. Positionierung von Messköpfen in Messmaschinen
8. Verschleißmessung an Hochgeschwindigkeitstrassen
9. Positionserfassung der Karosserie
10. Fazit
Messende Sensoren, die in der Fabrik- und Anlagenautomatisierung eingesetzt werden, müssen zahlreiche Anforderungen erfüllen. Neben der Genauigkeit werden hohe Mess- und Verarbeitungsgeschwindigkeiten sowie möglichst reproduzierbare Messergebnisse vorausgesetzt. Zunehmend werden moderne Schnittstellen nachgefragt, die eine einfache Anbindung in bestehende Steuerungsumgebungen erlauben. Die Lasersensoren ermöglichen hochgenaue Weg-, Abstands- und Positionsmessungen in einer Vielzahl von Messaufgaben und bieten gleichzeitig eine hohe Wirtschaftlichkeit.
Präzision und Flexibilität für Linienanwendungen mit Ethercat- und Ethernet/IP-Schnittstelle
Mit der Einführung des neuen Laser-Triangulationssensors optoNCDT 1900 mit Ethercat bietet Micro-Epsilon eine leistungsstarke Lösung für den Einsatz in der Fabrik- und Anlagenautomatisierung. Die neuesten Modelle sind nun mit integrierter Ethernet/IP-Schnittstelle ausgestattet. Durch die integrierten Feldbus-Schnittstellen wird die Einbindung der Micro-Epsilon Sensoren in Industrial-Ethernet-Steuerungen auf einfache Weise möglich. Mit den integrierten, modernen Schnittstellen bieten die Sensoren insbesondere bei schnellen Prozessen und bei der Vernetzung von mehreren Geräten und Maschinen Vorteile. Die Einbindung via Ethercat oder Ethernet/IP erleichtert die Kommunikation, insbesondere in modernen Anlagen. Dank direkter Datenausgabe stehen die Messwerte in Echtzeit zur Verfügung. Zur schnellen Messwertaufnahme trägt außerdem eine Oversampling-Funktion bei.
Bild: Micro-Epsilon
Höchste Signalstabilität bei dynamischen Messungen
Zur Optimierung des Signals bieten die optoNCDT- 1900-Sensoren erstmals eine zweistufige Messwertmittelung. Die Mittelung ermöglicht einen glatten Signalverlauf an Kanten und Stufen und verhindert Signalüberschwinger. Insbesondere bei schnellen Messungen von bewegten Teilen ist dies von Vorteil, da ein präziser Signalverlauf sichergestellt wird.
Intelligente Oberflächenregelung bei wechselnden Oberflächen
Die optoNCDT-1900-Sensoren sind zudem mit einer intelligenten Oberflächenregelung ausgestattet. Die Advanced Surface Compensation arbeitet mit neuen Algorithmen und ermöglicht stabile Messergebnisse auch auf anspruchsvollen Oberflächen. Wechseln die Messobjektoberflächen beispielsweise von mattschwarz zu glänzend oder von hell zu dunkel, so sorgt die smarte Technologie dafür, dass sich die Belichtungszeit an die Bedingungen anpasst, die das jeweilige Messobjekt bietet. Zur Ermittlung der Messwerte bildet der Lasersensor einen roten Laserpunkt mit einer Wellenlänge von 670 nm auf dem Target ab. Das Laserlicht wird in einem bestimmten Reflexionswinkel zurückgeworfen und trifft im Sensor auf eine Optik auf einer CMOS-Zeile. Beim schnellen Wechsel von einem hellen auf ein dunkles Objekt käme ohne die intelligente Oberflächenregelung zunächst zu wenig Licht auf der Emfpangsmatrix an. Beim schnellen Wechsel von dunkler Oberfläche zu glänzenden Objekten wäre die Intensität dagegen anfangs viel zu hoch. In beiden Fällen wäre das Ergebnis ungenau oder sogar unbrauchbar. Daher regelt die Advanced Surface Compensation die Belichtungszeit und damit die Intensität des gesendeten Lichts während der Messaufgabe so aus, dass die Reflexion auf der CMOS-Zeile im Idealbereich liegt. Anschließend berechnet der Sensor die mikrometergenauen Abstandswerte über die Dreiecksbeziehung zwischen der Laserdiode, dem Messpunkt auf dem Objekt und dem Abbild auf der CMOS-Zeile. Die ermittelten Werte können entweder analog oder digital über die Feldbus-Schnittstellen in die Anlagen- und Maschinensteuerung eingespeist werden. Der Sensor ist zudem äußerst fremdlichtbeständig und auch in stark beleuchteten Umgebungen einsetzbar.
Einfache Montage und Inbetriebnahme
Zur reproduzierbaren Befestigung ist der optoNCDT 1900 mit einem patentierten Montagekonzept ausgestattet. Die Montage erfolgt über Passhülsen, die den Sensor automatisch in die korrekte Position ausrichten. Dies ermöglicht sowohl einen einfachen Sensorwechsel sowie eine noch höhere Präzision bei der Ausrichtung des Lasers. Dies ist insbesondere beim Sensortausch ein entscheidender Vorteil. Für den Betrieb des Sensors ist keine externe Steuereinheit erforderlich, da der Controller komplett im kompakten Sensorgehäuse integriert ist. Dank der geringen Abmessungen kann der Lasersensor auch in beengte Bauräume integriert werden.
Anwendungsvielfalt in der Fabrik- und Anlagenautomatisierung
Anwendung finden die innovativen Laser-Triangulationssensoren überall dort, wo hohe Anforderungen an Präzision und Integrierbarkeit gestellt werden. Die Sensoren werden beispielsweise in der anspruchsvollen Fabrikautomatisierung, in der Automobilfertigung, im 3D-Druck und in Messmaschinen eingesetzt.
Hochauflösende Feinpositionierung beim Leiterplattendruck
In Druck-, Löt- und Bestückungsprozessen von Leiterplatten ist die exakte Höhenpositionierung des Druckkopfes entscheidend für die fehlerfreie Ausführung. Lasersensoren der Serie optoNCDT 1900 ermöglichen die Feinpositionierung des Druckkopfes. Die Sensoren liefern unabhängig von der Oberflächenreflektion präzise Messergebnisse, die zur Höhennachführung und auch zur Kantenerfassung herangezogen werden.
Positionierung von Messköpfen in Messmaschinen
Zur Vermessung von Bauteilen werden häufig Koordinaten-Messmaschinen eingesetzt. Um die schnelle Positionierung von Messköpfen zu unterstützen, werden optoNCDT-Laser-Triangulationssensoren eingesetzt. Dank der hochentwickelten Technologie ermöglichen die Lasersensoren eine schnelle und genaue Positionierung des Messkopfes.
Verschleißmessung an Hochgeschwindigkeitstrassen
Bild: Micro-Epsilon
Zur Prüfung von Hochgeschwindigkeitstrassen werden spezielle Messwagen eingesetzt. Darin sind Laser-Wegsensoren der Serie optoNCDT 1900LL integriert, die mit hoher Messrate den Abstand zum Gleis erfassen. Dank der kleinen Laserlinie werden Unregelmäßigkeiten kompensiert und so geglättete Messwertkurven generiert. Dies eignet sich besonders zur Ermittlung des Längstrends der Gleise. Die robusten Sensoren zeigen sich gegenüber schwankenden Reflexionen und Umgebungslicht unempfindlich.
Positionserfassung der Karosserie
Für automatisierte Bearbeitungsvorgänge an Karosserien ist eine exakte Bestimmung der Karosserieposition relativ zum Bearbeitungswerkzeug für zum Beispiel Bohrungen, Stanzen oder den Anbau von Baugruppe notwendig. Für die hochpräzise Abstandsmessung auf die metallischen beziehungsweise lackierten Oberflächen werden Laser-Triangulationssensoren eingesetzt. Hier ist insbesondere die Fremdlichtunempfindlichkeit und die hohe Messgenauigkeit ein entscheidender Vorteil.
Fazit
Die Laser-Triangulationssensoren optoNCDT 1900 mit Ethercat beziehungsweise Ethernet/IP bieten maximale Oberflächenvielfalt bei höchster Signalstabilität. Die Kombination aus hoher Messrate, äußerst kompakter Baugröße mit integrierter Elektronik und enormer Messgenauigkeit erlaubt vielzählige Einsatzgebiete. Vordefinierte und individuelle Presets im Webinterface sowie Passhülsen zur Montage ermöglichen eine schnelle und einfache Inbetriebnahme mit korrekter Ausrichtung des Sensors. Zur flexiblen Anbindung an Steuerungen verfügen die optoNCDT-1900-Sensoren zudem eine integrierte Ethercat- beziehungsweise Ethernet/IP-Schnittstelle. Eingesetzt werden die innovativen Laser-Sensoren unter anderem in der Automatisierungstechnik, in der Automobilfertigung, im 3D-Druck, in Koordinatenmessmaschinen, Spritzguss-, Verpackungs- sowie CNC-Maschinen, der Batterie-Industrie, Smartphone-Produktion, Roboteranwendungen und der Holzverarbeitung. (jg)
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